在生物学领域挑战共识：新研究发现单细胞也具有学习能力

IT 世家 11 月 25 科技媒体日新闻 scitechdaily 昨日（11 月 24 日本)发布博文，报道称新研究发现单细胞也具有学习能力，挑战了“复杂的学习行为仅限于神经系统生物体”的观点。

通过计算机模拟，研究人员揭示了细胞如何适应反复刺激，为疾病治疗和计算生物学研究提供了新的方向。这份发表在《当代生物学》杂志上的研究将深刻改变我们对生命基本性质和细胞行为的理解。

挑战传统认知：单细胞学习能力

巴塞罗那基因组调控中心（CRG）通过分析单细胞纤毛虫，与哈佛医学院的研究人员合作 Stentor roeseli 习惯现象证明了单个细胞具有学习能力，对长期以来认为只有复杂的神经系统生物才能具备学习能力的传统认知具有挑战性。

研究人员使用计算机模拟，成功地模拟了细胞对反复刺激的适应过程，即习惯性。在此之前，对单细胞学习能力的研究被忽略了，但是现代实验为这一理论提供了更多的证据。

研究方法：计算机模拟揭示细胞学习机制

IT 根据世家援引新闻稿，研究小组巧妙地利用计算机模拟，基于数学方程模拟细胞中的生化反应，而不是直接进行细胞实验，然后跟踪细胞如何处理数据。他们专注于两种常见的分子回路:负反馈环路和非相关前馈环路。

对细微的单细胞生物进行模拟解释，如何表现出被称为更复杂生命形式的独特学习形式。

通过模拟，研究人员发现细胞利用这些分子回路的组合来微调刺激反应，并在更复杂的生命形式中重现习惯性特征。

模拟结果表明，细胞中分子回路反应速度差异(时间尺度分离)是细胞学习的重要因素，这可能构成细胞的“记忆”。

第三，意义与前景：打开细胞生物学新篇章

这项研究不仅加深了我们对生活最基本层次学习和记忆系统的理解，也为癌症抗药性、细菌抗生素耐药性等现象提供了新的解释。

研究结果还解决了神经科学家和认知科学家长期以来关于习惯性强度与刺激频率或强度关系的争论。

未来，该研究成果有望指导实验科学家设计新的实验，验证模拟结果，促进计算生物学的发展，从而实现对生命过程的可编程控制。这项研究为细胞生物学研究开辟了一个新的方向，具有重要的理论和实用价值。

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